3.2. Предварительный расчёт по постоянному току каскада на полевом транзисторе v2

Транзистор КП307Бимеет следующие справочные данные:

• Ток стока начальный – I_{с нач} = 6 мА;

• Максимальная крутизна – S_max= 9 мА/В;

• Напряжение отсечки – U_отс. = -1.5 В;

Другие показатели:

• Ёмкость затвор-исток – C_зи= 5 пФ;

• Ёмкость проходная – С_зс = 1.5 пФ;

• Ток утечки затвора – I_УТ.З= 1 нА;

• Сопротивление затвор – исток r_ЗИ= U_ЗИ/ I_УТ.З =1000 МОм;

а) б)

Рис. 4 а). Принципиальная схема по постоянному току каскада V2

б). Вольт-амперная характеристика полевого транзистора с n-каналом

Для расчета резисторов R3, R4, R5 и R6 необходимо для начала рассчитать точку покоя полевого транзистора V2, исходя из его параметров: начального тока стока I_{с нач}, максимальной крутизны S_max и напряжения отсечки U_отс.

Напряжение затвор-исток выберем U_ЗИ = -1 В (исходя из рис. 4а).

Ток покоя стока определяется по формуле:

Крутизна:

Напряжение на истоке:

Напряжение сток-исток:

Тогда напряжение на стоке равно:

Отсюда находим сопротивления в цепи истока и стока:

По номинальному ряду получаем: R6= 3 кОм, R5= 4,3 кОм.

Напряжение на затворе равно:

Сопротивление R4 находится, исходя из заданной верхней частоты fв. Так как частота верхнего среза входной цепиfвхдолжна быть большеfв, а она определяется сопротивлением R4 и суммарной емкостью

, где – проходная емкость диода, равная 1 пФ,– входная емкость транзистораV2, которая определяется по формуле:

По шкале номинальных значений:

–емкость монтажа. равная 5 пФ. Отсюда получаем:

То можно заключить, что необходимо взять R4≤1/(2πfв·С). Следовательно:

Выбираем R4 = 2,4 кОм.

Тогда ток делителя:

Сопротивление резистора:

В соответствии с номинальным рядом выбираем R3 = 22 кОм.

Проверка в программе FASTMEAN:

а).б).

Рис. 5 а). Схема замещения по постоянному току каскада; б). Эквивалентная ВАХ

Вывод программы FASTMEAN:

3.3 Расчет по постоянному току каскадов на биполярных транзисторах v3, v4

Биполярный транзистор КТ375А имеет следующие параметры:

• транзистор биполярный кремниевый;

• U_БЭ=0.7 В;

• коэффициент усиления по току минимальный h_{21 min} = 60;

• коэффициент усиления по току максимальный h_21max= 300;

• частота единичного усиления f_т = 250 МГц;

• максимальный постоянный ток коллектора I_{k max}= 10 мА;

• максимальное напряжение коллектор-эмиттерU_{кэ max}= 30 В;

• постоянная времени цепи обратной связи τ_к= 300 пс;

• ёмкость коллекторного перехода С_к = 5 пФ;

• допустимая мощность рассеиваемая на коллекторе Р_{к доп}= 200мВт.

Рис.6. Принципиальная схема каскадов на биполярных транзисторах по постоянному току

Для расчета сопротивлений резисторов R7, R8, R9, R10 и R11 необходимо выбрать режимы работы транзисторов V3 и V4.

Ток покоя транзистора V4 должен быть I_К4 ≤ 6мА. Выбираем I_К4=6 мА.Учитывая, что переменный коллекторный ток транзистора V3 меньше, чем переменный ток коллектора V4, можно выбрать постоянный коллекторный ток I_К3 ≤ I_К4. Выбираем I_К3 = 5 мА.

Напряжение коллектор-эмиттер V4:

Напряжение на эмиттере V4:

Определяем напряжения:

Напряжение на базе V3:

Напряжение на коллекторе V4:

Для вычисления токов базы I_Б3 и I_Б4 и дальнейших расчетов коэффициенты передачи по току h_21,3 и h_21,4 определим с учетом их крайних значений =

Тогда

.

При больших h₂₁ принимают равными I_Э3I_К3,I_Э4I_К4.

Теперь вычислим сопротивления R9, R10 иR11:

Для вычисления сопротивлений R7 и R8 нужно определить ток делителя I_Д3.Обычно его выбирают I_Д3 ≥ 10*I_Б3. Следовательно,

I_Д3 ≥ 10(0.037 мА) = 0.37 мА.

Тогда:

В соответствии с номинальным рядом получаем:

R7 = 18 кОм, R8 = 6.8 кОм, R9= 330 Ом, R10=680 Ом, R11=150 Ом.